哥谭市的黑暗骑士拥有一系列令人印象深刻的技术奇迹，但美国能源部国家可再生能源实验室的超级英雄科学家拥有自己的尖端能力。

最近的一个电池制造项目——被亲切地称为蝙蝠侠——开发了一种新颖的激光图案化工艺来改变电池电极材料的微观结构。该项目汇集了来自NREL、Clarios、Amplitude Laser Group和Liminal Insights的专家。这种革命性的制造工艺可以极大地改善电气化交通，引领人们走向更光明、更可持续的未来。

NREL薄膜和制造科学小组的项目联合负责人兼高级科学家Bertrand Tremolet de Villers表示：“BatMan建立在NREL使用激光烧蚀、先进计算模型和材料表征的专业知识之上，以解决电池制造中的关键挑战。 “这种新的高通量激光图案化工艺——通过最先进的卷对卷制造技术大规模展示——使用激光脉冲快速、精确地修改和优化电极结构，以最小的制造成本提供电池能力的巨大飞跃。”

根据国际清洁交通委员会的数据，电动汽车已被确定为交通部门脱碳的最重要技术。然而，据估计，到 2030 年，电动汽车的销量需要达到全球市场的 35%，才能在 2050 年实现温室气体净零排放。

此外，《美国国家交通脱碳蓝图》将清洁电力驱动的电动汽车列为我们全国战略的重要组成部分。电池技术的持续进步可以使电动汽车充电速度更快、行驶更远，从而提高能源效率并加速客户采用。 优化电池性能的秘诀在于电极，即带正电和带负电的导体，它们通过离子的运动产生电流。

电极的材料组成、厚度和结构设计会影响电池容量、电压和充电速度。 例如，将电极厚度从 50 μm 增加到 100 μm，可使电池的能量密度提高约 16%。然而，这种厚度的增加使得快速充电电池变得更加困难，而不会造成镀锂的长期损坏，从而缩短电池寿命。

较厚的电池电极也给电池制造商带来了新的担忧。组装电池单元后，制造商通过将液体电解质注入电池中来开始润湿过程，以促进离子在电极之间的流动。 把电极想象成一块干燥的海绵;在润湿过程中，液体电解质必须均匀地扩散并吸收到固体表面。润湿不足会阻碍离子传输，导致充电和放电速率变慢、能量密度降低和电池效率降低。

然而，润湿既昂贵又耗时，而且较厚的电极的表面积较大可能会增加该过程的复杂性。 电动汽车行业需要一种突破性的电池设计，在不增加制造成本的情况下，将更厚的电极和极快的充电优势结合起来。蝙蝠侠研究团队正在通过优化电极结构和简化电池生产的工艺来响应这一呼吁。

来源：激光网